针刺合成革基布专用涤纶短纤维生产工艺探讨_窦宝盛

1、针刺合成革基布专用涤纶短纤维生产工艺探讨 窦宝盛(浙江繁盛纺织集团 , 浙江 绍兴 321025摘 要 :分析了针刺合成革基布的生产特点和原料所应具有的性能 , 着重介绍基布用涤纶短纤维生 产关键工艺的设计 , 并通过对主要生产工艺的优化和调整 , 成功生产出高密针刺织物专用涤纶短纤 维原料 。关键词 :非织造布 ; 合成革基布 ; 涤纶 ; 短纤维 ; 工艺中图分类号 :T Q342. 21文献标识码 :A 文章编号 :1005 2054(2005 01 0027 03针刺合成革基布以短纤为原料 , 经梳理、 铺网 , 再经针刺机带有钩刺的刺针数以万次的反复穿刺 , 使得纤维之间互相缠结 ,

2、 织物更加密实 , 具有很大的 针刺密度和纤维密度。但是采用普通纤维做原料 , 其性能难以适应针刺加工工艺和刺针的反复冲击 , 对改善和提高基布的物理性能难度较大。我们认真 分析了合成革基布的生产特点 , 通过对纤维生产工 艺的调整 , 生产出针刺皮革基布专用涤纶短纤维 , 使 其性能更适应高密针刺加工工艺。在相同的针刺工 艺条件下 , 使用专用纤维作原料比普通纤维作原料 其产品的撕裂强力可提高 20%25%, 从而提高了 针刺合成革基布的质量 , 增加了市场竞争优势。 1 原料的性能要求根据合成革基布的质量要求、 工艺特点和产品 用途 , 对其原料性能有如下要求。1. 1 较高的强伸度从合成

3、革基布拉伸断裂和撕裂机理来看 , 其可 以归结为纤维自身的断裂和纤维之间的滑移。在相 同的针刺加工工艺前提下 , 提高纤维原料的强伸度 能有效地提高合成革基布的断裂强力和撕裂强力性 能。因纤维强度越高 , 在相同的针刺工艺的情况下 , 其剩余的断裂强度仍保持较高水准 , 同时还因纤维 的伸长大 , 故柔韧性高 , 抗弯刚度小 , 在金属刺针对 其反复穿刺、 冲击 , 并随钩刺不 断地上下运动 过程 中 , 纤维断裂少、 短绒少、 相互穿插多、 缠结牢、 织物 力学性能高 , 因此提高纤维原料的强伸度能有效地收稿日期 :2004 09 09作者简介 :窦宝盛 (1967 , 男 , 江苏 省仪征

4、市人 , 现从事 非织 提高基布的物理性能指标。1. 2 良好的抱合性能纤维卷曲数的多少和卷曲度的大小将直接影响 纤维之间的抱合性能和摩擦性能 , 卷曲数多、 卷曲度 高的纤维之间相互缠结力高、 滑移阻力大 , 增加了抵 抗机械破坏的能力 , 进而提高了合成革基布的力学 性能 , 同时还有利于梳理成网 , 改善纤维薄网的均匀 度。1. 3 疵点含量少在针刺合成革基布的生产过程中没有设置对原 料的除杂工序 , 纤维中含有过高的疵点会滞留在梳 理针齿间 , 严重时影响对纤维的分梳效果 , 产生布面 和合成革表面硬点缺陷 , 影响基布质量及皮革表面 平整度和染色性能 , 因此专用纤维必须要求疵点较

5、少。针对上述专用原料的几个主要特点 , 在专用纤 维生产过程中 , 通过对生产工艺进行有效地设计和 合理的调整 , 成功地生产出对高密度针刺加工具有 较强适应性的专用涤纶短纤维。2 专用涤纶短纤维的生产2. 1 原料原料采用一等品半消光纤维级聚酯切片 , 其特 性粘度为 0. 64 0. 02dl/g, 熔点为 261 。2. 2 工艺流程切片 干燥 挤压熔融 熔体过滤 纺丝 环 吹风冷却 卷绕上油 落桶集束 第一牵伸机 油剂浴槽 第二牵伸机 过热蒸汽箱 第三牵伸机 卷曲机 烘干定型机 切断机 成品包装第 13卷 第 1期 2005年 3月 非织造布NonwovensVo l. 13, No.

6、 1 M ar. , 2005纤维原料 Fiber Materials2. 3. 1 切片的干燥由于切片的外表和内部均含有一些水份 , 即使 是微量的 , 也会给熔融纺丝过程带来不利的影响 , 在 切片熔融过程中导致水解 , 降低了高聚物的分子量 , 从而降低了熔体粘度。严重时初生纤维中存在气泡 丝而形成弱环 , 无论是粘度的降低还是弱环的存在 都将导致纤维强度下降、 可纺性变差、 疵点增高 ; 同 时未经干燥的无定形切片其表面未经预结晶 , 进入 螺杆后受热软化 , 发生粘连 , 造成环结 , 影响生产的 正常进行 , 因此必须控制好干燥条件 , 保证较低的含 水率。通过对干燥时间、 干燥升

7、温、 保湿以及真空度 等工艺的设定 , 将原料的 含水控制在 80 10-6以 下 , 为顺利纺丝提供了条件。2. 3. 2 纺丝温度在纺丝过程中 , 纺丝温度的设定至关重要 , 温度 的高低直接影响聚酯熔体的流变性能和纺丝成形的 质量。纺丝温度过低 , 初生纤维的强度偏低、 伸长 小 , 后纺可拉伸性能差 , 原丝断面不匀率高 , 在相同 的后纺拉伸倍率下其成品丝的断裂强度低 , 断裂伸 长小 ; 若纺丝温度过高 , 则熔体的粘度降低 , 同样致 使强伸度偏低 , 疵点偏高。因此 , 实际生产中应选择 合理的纺丝温度。在实际纺制专用纤维过程中 , 纺 丝温度应比纺制普通纤维略高 68 , 以

8、获得理想 的熔体流动性能 , 减少出口膨化现象 , 增加大分子链 段的可活动性 , 降低喷丝头的拉伸应力 , 减少初生纤 维内部大分子的取向 , 增加初生纤维的自然牵伸倍 数 , 从而可提高成品纤维的强伸度。2. 3. 3 环吹冷却风速环吹冷却风速是纤维生产过程中的重要工艺参 数。熔体细流 自喷丝孔喷出后 即受到环吹风 的作 用。冷却风速过高 , 丝条扰动大 , 纤维的不匀率高 , 并丝多。同时 过高的冷却风速 使初生纤维冷 却过 快 , 凝固点上升 , 纺丝张力变大 , 预取向度偏高 , 原丝 可拉伸性变小 , 最终影响成品纤维的断裂伸长 ; 冷却 风速过低 , 丝束冷却受环境气流的干扰因素

9、加强 , 丝 条凝固点下降 , 并丝多 , 疵点率高。在生产过程中 , 应根据实际情况选 择较生产 普通纤维 偏低 0. 2 0. 3m/s 的风速来降低初生纤维的预取向度 , 增加初 生纤维的可拉伸性能 , 提高成品纤维的断裂伸长。 2. 3. 4 卷绕速度和喷丝头拉伸倍率在影响原丝预取向度的因素中 , 卷绕速度起着 决定性的作用。保持原丝线密度不变 , 降低卷绕速 度 , 熔体喷出速度虽然 也随着降低 , 但变化幅 度较 , 取张力减小 , 初生纤维的预取向度降低 , 原丝的自然 牵伸倍数增加 , 在相同的后拉伸倍数的情况下 , 成品 丝的伸长也就增大。因此 , 为了获得较大伸长的纤 维

10、, 在生产过程中纺制相同规格的专用纤维时 , 其卷 绕速度要比普通纤维低。2. 4 后纺关键工艺纤维大分子的取向和结晶超分子结构的形成主 要在后纺工序。拉伸工艺的制定对纤维的强伸力学 性能影响较大。增加纤维的断裂强力和断裂伸长率 在工艺上是一对矛盾 , 为了解决这个问题 , 我们在后 纺工序采取了有别于普通纤维的工艺调整 , 使得两 者都得到了提高 , 尤其是断裂伸长。2. 4. 1 后拉伸倍率后拉伸倍率工艺 数值的选择对伸长率影响较 大。为了获得较高的伸长率 , 在生产过程中我们采 用降低总的牵伸倍率来适当减少应力诱导结晶 , 以 获得满足要求的超分子结构。适当地增加大分子链 中的折叠链数目

11、 , 提高大分子链沿纤维轴向的排列 程度 , 因而纤维具备较高的断裂强度 , 同时伸长也明 显提高。但过小的牵伸会影响取向度的提高和应力 诱导形成结晶 , 从而影响断裂强度的增加。为了使 两者能够有所兼顾 , 在纺制专用纤维时其总的后牵 伸倍率较普通纤维低 0. 30. 4, 这样在保持强力上 升的前提下 , 其断裂伸长可提高 15%20%。 2. 4. 2 机械卷曲工艺合成革基布用涤纶短纤维应具有更高的抱合性 能 , 以满足织物的力学性能。在生产过程中通过加 大卷曲机的背压和提高卷取机前丝束温度来降低每 一个卷曲的长度 , 进而提高其卷曲个数。专用纤维 卷曲个数一般比普通纤维高 46个 /2

12、5mm, 且其卷 曲牢度也较高。但过高的卷曲导致纤网过于蓬松 , 给针刺加工工艺带来难度 , 同时使局部的织物密度 下降 , 厚度增加 , 反而不利于满足局部的质量要求。 2. 4. 3 松弛热定型工艺涤纶原丝经过拉伸后高聚物大分子产生塑性形 变 , 内部存在着较高的应力 , 纤维内部结构形态尚未 固定 , 结晶度低 , 尺寸稳定性差 , 强力低 , 必须进行热 定型处理来提高结晶度 , 使得晶区和非晶区分布更 加均匀 , 晶区结构更加完善 , 以此来进一步提高纤维 强度。同时也更好地满足了合成革基布的热定型要 求和制革时的热处理要求 , 稳定了基布织物的尺寸。 否则 , 会造成基布布面和合成

13、革表面不平整。在生 产中设定专用纤维的定型温度比普通纤维高。28 非织造布 第 13卷第 1期通过对专用纤维生产工艺的设计和调整 , 本公 司成功地生产出非织造合成革基布的专用涤纶短纤 维 , 并获得了比较理想的物性指标。以 2. 22dtex 51mm 纤维为例 , 专用纤维与普通纤维的主 要性能 见表 1。表 1 专用纤维与普通纤维主要性能项 目普通型纤维 专用型纤维 断裂强度 /(cN/dtex 4. 5 4. 75断裂伸长 /%35. 642. 3疵点含量 /(mg/100g 40 10卷曲个数 /(个 /25mm10111416从表 1中可以看出 , 通过对生产工艺的调整 , 专 用

14、纤维的强伸度较普通纤维有明显的提高 , 尤其是 断裂伸长上升了近 20%。较高的断裂伸长 使得纤维在生产过程中不易断裂 , 同时还因卷曲数的提高 , 增加了专用纤维的缠结效果 , 提高了产品的物性 , 疵 点率也大幅度下降 , 满足了合成革基布的质量要求 , 改善了布面效果。4 结语综上所述 , 针刺合成革基布专用纤维与普通纤 维及其他非织造用纤维在性能和使用要求上存在着 很大差别 , 提高专用纤维的强伸度尤其是断裂伸长 能有效地提高纤维对高密针刺加工的适应性 , 进而 可提高合成革的力学性能。生产企业应在生产实践 中不断研究摸索 , 生产出性能优异的产品 , 满足市场 的需要。Discuss

15、ion about Production Process of Polyester S hort Fiber Specially Used in Needle punched Synthetic Leather SubstrateDOU Bao sheng(Zhejiang Fansheng Textile GroupAbstract:Production characteristics and raw m aterial property of needle punched synthetic leather substrate are analyzed in the paper. Key production process of polyester short fiber used in producing substrate is discussed. Polyester short fiber materials specially